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智能機器人是AI的終極目標

今天，我們正在擁抱一個萬物智能互聯的新世界。越來越多的物和設備通過網絡實現互聯互通，讓數據呈現爆發之勢。數據洪流洶涌而至，數據正在成為技術領域最重要的驅動力。人工智能AI、自動駕駛、5G和VR/MR等一系列前瞻性技術的出現，令我們有機會充分釋放這些數據的潛能，不斷升級人類生活體驗。我們希望與大家分享并交流英特爾對于前瞻技術趨勢的觀察，探討萬物智能互聯的當下與未來。作為專欄系列文章的開篇，讓我們先從機器人、人工智能的視角切入，探究數據洪流時代的產業機遇。融合AI與SI推進智能機器人產業機器人作為人工智能最重要的應用領域，一直飽受關注。好萊塢大片中經常出現的智能機器人為大眾設置了很高的預期，而現實的服務機器人的智能能力遠未達標。伴隨著近來深度學習催熱的這一波人工智能大潮，智能機器人產業如何破局是一個很重要的問題。我認為兩個方面非常關鍵：一個是人工智能（AI：Artificial Intelligence）與智能交互（SI：Smart Interaction）深度融合；另一個是智能機器人的安全性。關于安全性我們留到以后再談，今天重點探討AI與SI的融合。AI在學術界有一個比較常用的定義，就是要了解智能的實質，并且要能夠生產出一種像人一樣，以智慧的方式對外界輸入作出反應的智能機器。這個學科的最終目的是讓機器具有智能的反應能力，所以智能機器人可以看做是人工智能的終極目標。了解智能的實質有兩種辦法：一種是通過哲學或者心理學的方法，從外部觀察人的行為來推測人是以怎樣的智能方式在思考；另外一種是把人腦切開看看神經解剖結構，并且通過腦活動檢測技術和精心設計的實驗來發現智能活動的規律。當我們對智能有了一個認識（未必正確、但至少有了模型），那怎樣把機器變得智能就需要數學家、計算機科學家、自動化專家去鉆研。所以，人工智能相關的學科很多，除了軟的理論、模型和算法，還需要依賴硬件落地，比如說需要芯片去給它提供強有力的計算和存儲。對于機器人這種智能體，還需要有復雜的系統控制技術支撐。現在這一波人工智能的熱潮，實際上也是受益于目前最新的計算和存儲的改進。神經網絡技術來自于腦的神經元結構啟發，但它跟腦的處理過程完全不一樣。它是通過大規模的數據去訓練，然后機器從數據中學習一些內在的規律，形成一個模型，再用這個模型去推測新的數據。這稱為一個機器學習的過程，它需要很多的存儲和計算能力，而我們現在正處于一個非常適合它大發展的時代。為什么非常合適呢？因為受益于摩爾定律，過去20年硬件的能力獲得大幅發展，其中單位成本的計算能力提高1.5萬倍、存儲能力提高3萬倍。通訊技術從有線發展到無線，現在正向5G邁進。這意味著我們不僅可以讓智能機器具有強大的大腦，在需要的時候還可以靈活利用云端的能力。云、端結合釋放持續學習和改善的能力。而AI的算法像深度學習，通過統計和大數據迎來一個非常大的飛躍，它在圖像識別還有語音識別上已經超越了人類的能力。而且我們看到更大的數據也成為了可能，例如一輛無人駕駛汽車一天就產生4TB的數據，而且是不同源的、異構的數據。有了這些數據以后就要考慮怎樣去處理它來產生實時的價值，提供可靠、高質量的服務。現在深度學習一枝獨秀，但是處理這么多種數據完成目標任務只靠這一類算法是不夠的。所以，NN+X就代表要讓神經網絡加各種新的技術，并且要正視人工智能算法的局限性。引用一下機器人界也是人工智能學界的大牛RodneyBrooks教授（人工智能專家，行為學派杰出代表，美國國家工程院院士，iRobot、RethinkRobotics創始人，Baxter之父，MITCSAIL前主任）的觀點，他主張先不去管用什么樣的邏輯模型或者什么樣的神經網絡模型去模擬人的思維過程，而要通過實際的智能體去感知，然后去研究怎樣通過全系統優化去做出正確的反應。他認為特別是產業界不要沉迷于某一種技術，重要的是根據實際需要去使用技術，為人類提供價值。他認為第一輪AI可以提供的價值是在五年左右，在輔助駕駛和自動駕駛這個領域，第二輪就是十年左右，可以在助老機器人領域提供很大的社會價值。關于在機器中加入智能能力，整個產業界是在分三步走。首先是把一些不聯網的設備連了網，連網以后設備就有了信息傳遞和更新的能力，同時它也可以結合社交服務提供客戶價值。但這個還不算多么智能，只算把設備互聯了。第二步就是我們現在所處的智能設備這個級別，其實就是手機上能夠提供的這些智能服務，把視覺、聽覺識別的能力加進去，再結合數據挖掘技術和知識庫提供服務。這些智能機器能夠聽和看，但還不是聽懂和看懂。終極目標是第三步，就是自主機器。現在我們基本上已經跨越了第二步，正在向第三步邁進。但這個發展過程不是線性的，因為從第二步到第三步會越來越復雜，不僅要理解環境和行為，還要能理解人的情緒。因為機器人服務的是人，如果不能理解人的情緒、達到交流共識的話，就沒法提供很好的服務。從CT到RT過程智能機器人就是典型的自主系統。如上圖所示，從現在的計算機技術（CT：Computer Technology）到未來的機器人技術（RT：Robot Technology），需要人工智能技術與其它技術緊密合作完成“感知-認知-執行”的人機交互閉環。機器人工作在一個開放的環境里，服務的是不愿遵守刻板交互規則的普通消費者。從整個交互過程來講有很多不確定性，沒有AI算法能夠保證不出問題，因此必須結合其它技術來滿足消費者對智能機器人的預期。我認為智能交互（SI）是最佳選擇，因為它可以充分通過機器人的移動性和主動交互能力來利用人這個通用智能體去補足人工智能。舉兩個例子來說明智能交互的威力。我們知道在視覺識別物體的時候，角度和遮擋都會影響識別效果。對于機器人來講，它可以利用移動性主動選擇一個好的角度、避開遮擋來準確識別物體。再進一步，在場景理解的時候，對于能夠準確分割的物體，如果不能確信是什么的話（例如凳子還是茶幾），機器人可以主動組織一個問句來詢問人。由此我們可以看出，靈活利用機器人的主動移動和交互能力可以顯著提升整體服務能力，促進智能機器人的產業化。簡而言之，我認為在智能機器人的商業化迭代方面，首先要保證服務能力達標，然后在這個能力要求下選擇合適的人工智能算法，配合靈活的智能交互的方案一起去達成這個能力。隨著算法能力和硬件技術的提高，在保持服務能力的前提下，逐步擴大AI的比重，是通過商業化發展推動AI技術發展的正循環之路。

大族協作機器人，是目前全世界的協作機器人品牌里技術領先、銷量靠前的品牌。比如說大族協作機器人Elfin系列，采用的是EtherCAT總線，擁有國內獨創的雙關節模組，抗干擾能力強、通訊頻率更高更快、運動軌跡更準確，安全性更高，每個關節運動范圍±360°，運動效率高，末端能夠到達更多更高難度的位置，是目前最靈活的協作機器人。

協作機器人品牌有哪些，哪個更先進？

目前全球知名的協作機器人品牌在亞洲有來自中 國大陸的大族機器人、臺 灣地區的達明機器人，日本的發那科機器人、安川機器人。在歐洲有優傲機器人、ABB。協作機器人。協作機器人誕生初期，國外機器人巨頭壟斷市場，隨著國內的技術發展突飛猛進，大族協作機器人逐漸成為具有強勁競爭力的大品牌，它是大族激光旗下子公司，是國際上技術領先的協作機器人品牌，也是國內唯一在核心部件全部自主研發的協作機器人品牌，出口全球100多個國 家，在全球很具影響力和代表性。

協作機器人作為朝陽行業獨秀電銷機器人，被廣泛看好，幾年內在全球范圍內涌現出不少獨秀電銷機器人的協作機器人品牌，從目前和長遠來看，從技術性、實用性、安全性和市場覆蓋率等綜合來看，根據權威數據，全球協作機器人前十名有：

1、大族機器人。大族機器人是大族激光旗下品牌，率先突破獨秀電銷機器人了更多更先進的關鍵技術，是國內唯一一家在核心部件完全自主研發的品牌，不僅是國貨之光，更是目前協作機器人領域全球的領導者，產品通過全球多國認證，遠銷海內外，不少技術處于全球領先水平，比如防護性、響應速度、抗干擾能力等，產品覆蓋全球100多個國 家。

2、優傲機器人。是跨國企業投資的品牌，Universal Robots公司(優傲機器人)是一家致力于開發具有廣泛可用性的機器人技術的公司，可以在很多工業生產領域實現自動化和合理化。

3、KUKA機器人。KUKA是一家創建于德國的自動化集團公司，公司總部位于德國奧格斯堡。

4、FANUC（發那科機器人）。FANUC 是日本一家專門研究數控系統的公司，成立于1956年。1974年，FANUC首臺機器人問世，FANUC機器人產品系列多達240種，負重從0.5公斤到1.35噸。

5、安川機器人。安川機器人來自日本安川電機（Yaskawa）。于2015年12月的推出了第一款協作機器人MOTOMAN-HC10。安川的協作機器人產品除了HC10，還包括小型6軸機器人MotoMINI。

6、博世機器人。博世(Bosch)是德國的工業企業之一，在2014年10月，博世推出了其首個協作機器人解決方案APAS。

7、Rethink。Robotics。Rethink Robotics公司成立于2008年，原名為Heartland Robotics，于2012年更名并推出了第一款協作機器人Baxter

8、Bionic。Robotics Bionic Robotics是一家德國公司，其推出了輕量級單臂機器人BioRob。BioRob自重6kg，可搬運重量為500g。

9、遨博機器人。創立于 2015 年，是一家專注于協作機器人研發、生產和銷售的國 家企業。作為協作機器人整體解決方案提供商，遨博開發了許多款式的協作機器人產品，產品有一定的競爭力。

10、節卡機器人。2014年由一群工程師與機器人學者聯合創立，他們希望所從事的機器人事業能夠“節節勝利”，也深知前進的征途中需要“上下求索”，所以取名“節卡”。

5月16日，第四屆中國機器人峰會在寧波余姚開幕。記者從會上獲悉，目前相關部門正組織調研我國機器人產業，未來將出臺一系列扶持和引導政策，目前20億元智能機器人重點專項引導基金業已到位。到2020年，我國將形成完善的機器人產業體系，產業將邁向中高端。對此，業內專家表示，未來三至五年，機器人市場機會將集中在計算和感知領域，家庭護理等服務型機器人也是下一個拓展空間。

現狀 產業規模穩步擴大

隨著“中國制造2025戰略”的逐步推進，工業機器人這一“制造業皇冠頂端的明珠”已成為制造業最火熱的投資領域，也是企業轉型升級的重要方向。我國機器人技術和行業的發展正逐步走向成熟。數據顯示，2016年我國工業機器人產量已經達到7.24萬臺，同比增長了34.3%。2017年國內工業機器人市場將更理性和專業，產業規模將穩步擴大。

世界機器人大會組委會副主任兼秘書長徐曉蘭在峰會致辭中表示，中國是機器人市場大國，目前正在創新驅動的引領下，不斷提升機器人的智能化水平。

事實上，中國機器人產業已經在全球占據重要地位。相關數據顯示，2015年，全球工業機器人銷量為24.8萬臺，同比增速12%。中國的工業機器人全年銷量累計6.67萬臺，占全球工業機器人市場份額超過1/4。據了解，這已是我國自2013年起連續第三年成為全球最大的工業機器人消費市場。

在新舊動能轉換之際，面對人口紅利優勢的減弱、勞動力成本增加以及產業競爭加速等因素，寧波明確把機器人產業作為發展智能經濟的切入點。 2016年，全市實現規模以上智能制造裝備產業產值580億元，電子信息制造業產值1688億元，軟件和信息服務業主營業務收入451億元，累計培育互聯網企業350多家。累計實施智能化改造企業1200多家。由此，寧波成為全國首個中國制造2025試點示范城市。

據國家制造強國建設戰略咨詢委員會預測，到2020年，我國工業機器人銷量將超15萬臺，保有量達到80萬臺。屆時，新一代機器人信息技術將取得突破，有望培養出2到3家年產萬臺以上、產業規模超過百億元、具有國際競爭力的行業龍頭企業，并打造出5到8個機器人配套產業集群。

對此，科技部高技術中心研究員劉進長介紹，機器人大致分三類：工業機器人、特種機器人和服務機器人。目前我國這三類機器人各有特點，亮點很多。以工業機器人為例，我國是工業機器人應用第一大國，全球比較大的機器人廠商都在中國設了分廠，甚至有不少制造廠的總部都搬到了中國。除了市場大以外，國產機器人份額也在不斷提升。作為一個制造業大國來講，把工業機器人作為經濟轉型和產業升級的核心產品，這表明我國自主制造能力也在不斷提升。“在經濟整體不太景氣，由高速增長向中高速增長換擋的情況下，我國機器人產業一枝獨秀，引領了制造業的發展。”劉進長表示。

　亮點 人工智能成引爆點

“走智能制造是我們唯一的出路。”新松機器人總裁曲道奎表示，當前中國機器人至少有萬億元人民幣的市場空間。而記者從機器人峰會官方獲悉，16日簽約的項目共有26個，總投資368.74億元，分三大類，其中：中科院協同創新體戰略合作等綜合類項目7個，和創智建北斗導航等智能制造類項目8個，方太數字化工廠等智能制造應用集成改造類項目11個。

多位行業人士向記者介紹，目前主要的工業機器人產品市場價格在每臺15萬元到50萬元之間，部分高端工業機器人的市場價格則會達到百萬元級別。如果以每臺20萬元計算，預計到2020年，我國工業機器人總銷售額將達到450億元左右，加上其他服務類機器人，整個機器人產業的銷售額有望突破500億元。

在業內專家看來，并非所有人工智能和機器人產業都是現階段的“引爆點”。“未來三五年，機器人會在計算和感知領域爆發。” 曲道奎預測。《失控》作者、世界人工智能專家凱文·凱利也認為，就整個趨勢來看，未來20年內和數據應用相關的人工智能領域將更為成功。比如金融領域和零售領域。在多個專家看來，除工業機器人外，家庭護理等服務型機器人將是下一個拓展空間。

此外，我國機器人產業已出現“高端產業低端化”的趨勢也是不爭的事實，有業內人士呼吁下一階段要從根本上提升競爭力。“由于核心技術自主化較差，我國多數機器人制造廠商只能生產擁有3軸至5軸的低端機器人，而從國外進口的機器人多是6軸的高端產品；未來國內企業可圍繞核心零部件、創新型產品、細分市場、售后服務、資本并購等五個維度進行突破。唯有實現自主創新，掌握高端核心技能，才能從根本上提升核心競爭力，進而在市場上站穩腳跟。”深圳某長期研究機器人產業發展的業內人士向《經濟參考報》記者直言。

紅利 系列扶持引導政策將出

旺盛的市場需求，也帶來了行業過熱苗頭。據統計，國內重點發展機器人產業的省份有20多個，機器人產業園區40余個。近兩年，機器人企業數量從不到400家迅速增至800余家，而產業鏈相關企業超3400家。其中，僅浙江省機器人企業數量就有280余家。賽迪研究院裝備所所長左世全此前表示：“我國機器人產業存在一定程度的過熱，低水平重復建設、盲目上馬的現象在部分地區的確存在。”

對此，劉進長表示，“目前確實有些熱，應該有選擇的發展。機器人不是誰都能做的，這需要長期積累。當前市場上有不少的機器人廠是從其他領域轉行過來的，這需要科學引導。”

不過，劉進長也直言，“做了很多產品，賣不出去，才叫產能過剩。在服務機器人方面，我還沒有聽說根本賣不出去的。”在他看來，機器人產業還沒有看到產能明顯過剩的跡象。據劉進長透露，目前相關部門正在就此事做調研，而發改委也正在做有關服務機器人的推進計劃。在調研之后，各方想必會出臺一些推進機器人產業發展的相關政策。

據悉，科技部近日就智能機器人重點專項，又批了20億元的引導基金，來支持包括從基礎研究、到關鍵技術和示范應用等各個環節的發展。

事實上，為促進我國機器人產業健康發展，工信部等部委陸續出臺一系列后續產業發展促進措施。4月6日，工信部、發改委、財政部聯合印發《機器人產業發展規劃(2016-2020年)》，規劃要求，五年內形成我國自己較為完善的機器人產業體系。根據工信部工作部署，下一階段相關產業促進政策將著手解決兩大關鍵問題：一是推進機器人產業邁向中高端發展；二是規范市場秩序，防止機器人產業無序發展。

另外，為促進機器人產業健康發展，下一階段我國還將展開四大應用示范工程，包括機器人關鍵零部件研制及應用示范工程、工業機器人核心技術研究及應用示范工程、服務機器人技術研究及示范工程以及機器人人才培養示范工程。

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